ALUMINIUM

Atome : Al = 85,49 et 2 volumes.

Proportion : Al* = 344 ,96 et 8 volumes. Densité primitive : 5,70. Secondaire : 2,85.

Le nom de cet élément vient du mot latin alumen^ alun, sel double résultant d'une combinaison d'oxyde d'aluminium, d'oxyde de potassium et d'acide sulfurique.

L* aluminium combiné a l'oxygène constitue l'alumine que l'on considère comme une terre ^ et cet oxyde uni a la silice forme les argiles répandues sur la surface du globe, ainsi que le mica et le feldspath qu'on rencontre dans les roches primitives. On trouve aussi Talumine cristallisée a l'état de pureté et constituant les pierres gemmes appelées corindon, rubis et saphir, dont la dureté approche de celle du diamant, et qui, par leur éclat, se trouvent placées parmi les pierres précieuses les plus recherchées.

Le corindon étudié par son poids, son volume et sa densité (p. 442), nous a donné l'aluminium primitif, égal 4 volumes pour la grande proportion, et la densité calculée 5,70. Dans leo-ubis spinelle, le même volume a encore été trouvé; mais ensuite, en passant de ces produits insolubles aux produits solubles des laboratoires, on est forcé de reconnaître que l'aluminium a deux états,

comme le carbone ^ \\m primitif, l'autre secondaire , dans lequel la proportion de A volumes passe a 8. Nous avions même cru que les 18 volumes que Talumine présente dans ces sels s'expliquaient par 6 volumes pour l'oxygène et 42 pour l'aluminium. Mais une étude plus attentive nous a convaincu que l'aluminium ne pouvait occuper ces iâ volumes, puisque son métal libre avait 2,6 de densité, mais que l'alumine, comme beaucoup d'autres oxydes qui se précipitent en gelée par l'ammoniaque ou la potasse, contenait un équivalent d'hydrogène donnant à cet oxyde la formule suivante :

Al*, poids 541,96 = 8 volumes.

Poids total : 654,46 pour 18 volumes.

Avec 8 volumes pour la proportion, l'aluminium a pour densité ^calculée 2,85.

En étudiant plus loin l'oxyde d'aluminium et ses propriétés nous verrons que lorsqu'il a été soumis a la calcination, il ne se combine plus aux acides; il a perdu, selon nous, ses propriétés basiques en perdant son hydrogène.

Cette différence de constitution explique d'ailleurs comment l'alumine peut, suivant les conditions, jouer le rôle d'acide avec les bases et celui de base avec les acides ; dans le rubis spinelle , en jouant le rôle d'acide, l'alumine possède sa grande densité; unie à l'acide sulfurique son volume est augmenté et ses propriétés changées ; il n'est d(^c pas possible de croire que c'est dans l'un et l'autre cas le même oxyde.

ALUMINIUM MÉTAL. Al El.

L'aluminium est un métal blanc et brillant, ductile, malléable et sonore;'sa densité est égale a 2,6. Il n'est point altérable par Fair ni par l'eau. les acides azotique et sulfurique ne l'attaquent point a froid et leur action sur lui est très-faible a chaud. Il est donc dans les meilleures conditions pour être utilisé dans les arts quand sa production pourra se faire sur une grande échelle. Le chlore seul le dissout avec facilité.

C'est a M. H. Sainte-Claire Deville qu'on doit la découverte de

ce métal a Tétat parfait, car la poudre grise , cont^iant qudqua parcelles métalliques, obtenue par M. Wœlher, et* que l'on considérait jusqu'ici comme Taluminium métal, n'en possédait pas les propriétés essentielles. Il faut reconnaître toutefois qu'il a mis sur Ii yœepar laquelle on devait l'obtenir.

L'aluminium s'extrait de l'alumine, provenant de Talon amnioniacal, en transformant cet oxyde en chlorure d'aluminium anhydre et décomposant ce chlorure en vase clos par le sodium.

Dans la note présentée par M. Deville a 1* Académie des Sdenon, il explique ainsi sommairement son procédé : Le chlorure d'aluminium s'obtient en faisant réagir le chlore sur un mélange d'aluimne et de goudron de houille préalablement calciné. L'opération s'eiïectoe dans une cornue a gaz avec une facilité et une perfection remarqua^ blés. La condensation du chlorure d'aluminium s'opère dans une: chambre en maçonnerie garnie en faïence a l'intérieur. C'est ime matière compacte formée de cristaux jaune-soufre contenant un pot' de fer, dont on la purifie en faisant passer sa vapeur sur des poÔM rj en fer chauffées a 400 degrés environ. Le sesqui*chloniie dftfa^^i aussi volatil que le chlorure d'aluminium, se transforme «a eoitact du fer en proto-chlorure et devient relativement très-fixe. li vapeur du chlorure d'aluminium sort de l'appareil en donnant des cristaux incolores et transparents.

Le sodium, destiné k réagir sur ce chlorure, se prépare avec «M grande facilité en calcinant , dans un cylindre en terre réfractaire, un mélange intime et pulvérisé de A 00 parties en poids de carbonate de soude sec, de 15 parties de craie et de 45 parties de houille sèche de Charleroi; le métal est volatilisé, vient se condenser dans les tubes de l'appareil et coule de premier jet a l'état de pureté.

Pour opérer la réaction du sodium sur le chlorure d'aluminium, ces matières sont stratifiées et recouvertes de chlorure de potassium dans une îiacelle de porcelaine vernie, qu'on introduit dans un tube métallique chauffé au rouge. Le produit, après son refroidissement, est traité par l'eau, et les globules métalliques, mis a part, sont ensuite chauffés dans un creuset en alumine avec du chlorure de potassium desséché et donnent des larmes et même un culot d'aluminium. Jusqu'ici il faut 5 kilogrammes de sodium et une quan-

tité beaucoup plus considérable de chlorure d'aluminium pour produire À kilogramme d'aluminium métal.

M. Deville a reconnu par de nouvelles expériences que les fluorures alcalins, dissolvant l'alumine, doivent être considérés comme les meilleurs fondants de Taluminium. En effet, la difficulté qu'éprouve l'aluminium a se fondre et a se réunir en culot dans le creuset doit tenir a ce que les parcelles de métal sont enveloppées d'une légère couche d'alumine vitrifiée dont le fluorure alcalin les dégage.

La chaleur spécifique atomique de l'aluminium a été trouvée ^le a 55 par M. Regnault ; mais il a constaté que le métal n'était pas pur.

GLUCINIUM.

Atome : Gl = 87,06 et 2 volumes.

Proportion : GP = \ 7%y\ 2 et 4 volumes. Densité primitive 2,9.

Cet élément depuis longtemps signalé comme le radical de la gluciue a été obtenu par M* Wœlher a l'état de poudre grise donnant l'éclat métallique sous le brunissoir, et plus tard par M. Debray, avec les caractères d'un véritable métal. On l'extrait principalement de l'émeraude , silicate double deglucine et d'alumine , dont une espèce, qu'on rencpntrea l'état pierreu:^, forme des masses considérables aux environs de Limoges.

L'oxyde unique de glucinium, nommé glucine par Vauquelin qui l'a découvert en 1797, est considéré comme un seaqui-oxyde GP O^; Gl formant une double proportion qui ferait pour nous en atomes réels Gl^ O^, mais de puissantes raisons nous font penser que Gl, avec le poids 474,^12 ne vaut que deux atomes, ou la proportion simple. Le gluciniura métal obtenu par M. Debray a pour densité 2^ 1. Or le métal étant un corps mixte, Gl £1, a nécessairement un poids spécifique plus faible que le corps simple. Si donc l'atome simple n'était que le quart ou 45,55 en poids, le métal aurait une densité nornftale égale h i ,45 seulement, ou s'il était de la première section i ,95 ; et ces densités calculées ne concordent nullement avec celles du métal libre. Il faut donc prendre l'atome de 87,06

avec 2 volumes, et la densité calculée est alors 2,9, c'est-a-dire supérieure, comme elle doit l'être, à la densité du métal libre.

Si Ton compare d'ailleurs Tatome de glucinium=87,06 a Tatome d'aluminium = 85,49, on en conclura que leurs métaux offriront de grandes analogies, et c*est en effet ce qui existe, car le gludnium métal s'éloigne peu de l'aluminium pour la densité et les propriétés générales. D'ailleurs, tout fait présumer qu'ils ont des chaleurs spécifiques presque semblables.

En cherchant dans l'introduction (p. 4 29) le volume de la proportion de glucinium dans Témeraude , nous l'avons supposé de 6 volumes, mais la densité observée s'accorde mieux avec 4 volumes. Quant a l'oxyde de glucinium considéré comme un sesqui* oxyde Gl* O', tout nous démontre que ce doit être un oxyde i double base, GP H^ O', ainsi que beaucoup d'autres oxydes qui se précipitent de leurs sels a l'état de gelée, et qui perdent la propriété de s'unir aux acides par la calcination.

GLUCmiUM MÉTAL. Gl El.

Le glucinium, obtenu par la méthode de M. Deville a l'état de métal parfait, est d'un blanc bleuâtre comme le zinc, mais il s^en distingue par sa densité égale a 2,1, et son point de fusibilité qni est plus élevé que celle du zinc, quoiqu'il le soit moins que ceM de l'aluminium. Inaltérable a la température ordinaire, il s'oiyde superficiellement sous l'action du chalumeau. L'acide azotique concentré ne l'attaque qu'a chaud. Les acides chlorhydrique et sulfurique, même étendus, le dissolvent avec dégagement d'hydrogène.

La dissolution de potasse le dissout, même a froid, mais l'ammoniaque est sans action sur lui (M. Debray). Le chlorure de glucinium anhydre qui sert a la préparation de ce métal s'obtient comme le chlorure d'aluminium, et la réaction entre ce chlorure et le sodium s'opère dans les mêmes conditions.

En employant des appareils simples fournissant de Télectriâté a petite tension, M. Becquerel est parvenu a obtenir le glucinium et l'aluminium au pôle négatif de la pile en cristaux brillants comme de l'acier poli ; tandis que Davy et beaucoup d'autres physiciens avaient échoué en opérant sur l'alumine au moyen de rélecttiâté a forte tension.

ZIRCONIUHf.

Atome : Zr s=210 et 2 volumes.

Proportion : Zr* = 840 et 8 volumes.

Densité primitive 7.

Le zirconium ne se rencontre que dans un minéral assez rare nommé zircon et qui est un silicate de zircone, ayant pour formule Zr* 0' Si O'. On peut, d'après ce minéral, que nous avons étudié page H 9, reconnaître les 8 volumes de sa grande proportion, et sa densité normale égale a 7.

La chaleur spécifique du silicate de zircone ayant été observée, nous pouvons aussi démontrer par sa chaleur atomique la double proportion des 8 volumes de zirconium. On trouve par le calcul Zr*=80. O'» = 60, Si = 40, O' = 60; chaleur atomique calculée 240; trouvée 250.

En calcinant le silicate de zircone pulvérisé dans un creuset de platine avec le triple de son poids de carbonate de potasse, traitant la masse refroidie par Tacide chlorhydrique, évaporant la dissolution a sec, redissolvant [par F eau pour séparer la silice et versant dans la liqueur de l'hydrosulfate d'ammoniaque on obtient l'oxyde de rirconium ou la zircone, qui a pour formule Zr*0'; elle se précipite a l'état d'hydrate. Cet oxyde, dépouillé de l'oxyde de fer qui le colore, par l'acide sulfureux, est parfaitement blanc et se combine facilement avec tous les acides. Après la ré<luction de l'hydrate par la calcination, il ne se combine au contraire que très -difficilement.

Ces caractères sont aussi ceux de l'alumine et de la glucine; mais ce qui distingue la zircone c'est qu'elle ne se dissout pas dans les solutions de soude et de potasse caustiques.

ZIRCONIUM MÉTAL. Zf El.

Le zirconium métal mixte, s'obtient en traitant le fluorure de drconium desséché par le potassium dans un tube de fer ou de porcelaine, ainsi qu'il a été indiqué plus haut pour d'autres métaux ie la même série.

Ce métal s'obtient maintenant en lames brillantes. En cet état il conduit bien l'électricité. Chauffé dans le gaz hydrogène, il ne se fond pas. Chauffé à l'air libre, il s'enflamme avant la chaleur rouge

et se convertit en zircone blanche comme la neige, avec dégagement d'une vive lumière.

L'acide fluorbydrique dissout très-bien le zirconium avec dégagement d'hydrogène. Les acides azotique et chlorhydrique Tattaquent au contraire difficilement.

CÉRIUBI. U^NTHANE. DIDYHE.

Proportion : Ce* = 590,80.

Proportion : La* == 588 ,50 .

Proportion : Di* = 620 ?

On a longtemps désigné sous le nom de cérium le métal présumé d'un oxyde particulier qu'on obtenait d'un minéral pesant ooiw cerite; mais en ^1859, Mosander a trouvé que la cerite renfenm non-seulement l'oxyde de cérium qui a deux degrés d'oxydadoa, mais encore les oxydes de deux autres métaux, jusque-la confondus avec l'oxyde de cérium. Il donna a l'un le nom de lanthane, et à l'autre celui de didyme.

Les oxydes de cérium, de lanthane et de didyme, qu'on a trouva aussi dans la gadolinite et Torthite, n'ont pu jusqu'alors être complétement séparés ; mais les gadolinites renferment plus de lanthane, et les orthites donnent plus de didyme.

Le poids atomique de ces métaux mélangés, considérés comme un seul métal, a été trouvé =» 574,696, pour la proportion de deux atomes.

ITTRIUM. ERBIUM. TERBIUM.

Atome :It = 204, 15.

Proportion : It* = 402,50.

Les oxydes de ces trois métaux ont été considérés longtemps comme une seule terre, sans mélange connue sous le nom d'ittria; lorsqu'on parvint plus tard a reconnaître que les alcalis et les terres ne sont que des oxydes métalliques, on doona au radical supposa de cette terre le nom d'ittrium.

En 1843, seulement, Mosander démontra que l'ittria peut être décomposé en un oxyde jaune et en deux oxydes incolores, c'està-dire en oxydç d'ittria pur et en deux oxydes métalliques auxquels

on a donné les noms d'erbine et de terbine, leurs métaux devant être nommés erbium et terbium.

Jusqu'ici les deux oxydes n'ayant pu être isolés avec une certitude complète, on n'a pu déterminer les poids atomiques de Terbium et du terbium. Quant au mélange des trois oxydes qui s'extrait de la gadolinite, s'il est obtenu par précipitation d'un sel soluble par les alcalis caustiques, il présente Tétat de gelée, appelé hydrate, comme l'alumine, et ne se dessèche que par la calcination. Il est alors d'un jaune pâle pulvérulent. Son poids spécifique égale 4,842.

La proportion du métal combiné a 100 d'oxygène est de 402, oO, et cet oxyde étant fortement basique doit être considéré comme un protoxyde contenant deux atonies de base et un atome d'oxygène.

L'ittrium métallique peut être obtenu en décomposant le chlorure d'ittrium par le potassium ou le sodium. Il ne s'oxyde pas dans l'air a la température ordinaire, mais a une température élevée il brûle avec une vive incandescence.

THORIUM.

Atome : To = 572,43 et 2 volumes.

Proportion : To^ = 744,9 et 4 volumes. Densité primitive 42,41.

Le thorium a été découvert par Beriçélius dans un minéral trouvé en Norwége en 1828 et auquel il a donné le nom de thorite. Ce minéral est noir et brillant; il contient 57 pour cent de thorine ou oxyde de thorium.

Le thorine est une terre blanche très-pçsante; sa densité, qui est de 9,40, nous a servi à déterminer le poids spécifique du thorium dans ses combinaisons et son volume atomique (p. 134).

THORIUM METAL MIXTE. To El.

Le thorium métal s'extrait du chlorure de thorium anhydre au moyen du potassium par le procédé indiqué pour le magnésium et l'aluminium. La chaleur nécessaire a la réaction n'étant pas trèsélevée on peut opérer dans des vases de verre.

Le mélange se prend en une masse qu'on jette dans l'eau après son refroidissement pour en séparer le sel k base de potassium qui s'est formé et l'excès de potassium ; le résidu est du thorium qu'on

recueille sous forme d'une poudre gris de plorab, Irès-pesanic, et qui prend sous le brunissoir une teinte métallique.

Ce métal pulvérulent n'est point oxydé par Teau froide ou chaude; mais chauffé au contact de Tair il prend feu bien au-dessous de la température rouge et brûle avec un éclat extraordinaire (Berzélius) en laissant pour résidu la thorine a Tétat pulvérulent.

Le thorium est attaqué par les acides sulfurique et chlorhydrique avec dégagement de gaz hydrogène.